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随着社会的进步与发展,MOS管在电子行业的应用也越来越广泛,萨克微电子作为能够研发碳化硅产品的“碳化硅专家”, SLKOR 在这方面必须依靠科学。
MOS是MOSFET的缩写,全称是金属氧化物场效应晶体管。它是一种利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的半导体器件。 MOS管的结构、原理、特点、符号规则和封装类型大致如下。
1、MOS管结构:
MOS管的结构是利用半导体光刻和扩散技术,在低掺杂浓度的P型半导体硅衬底上制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,分别为用作排水沟。然后,在漏极和源极之间的P型半导体表面覆盖一层薄薄的二氧化硅(SiO2)绝缘膜,并在该绝缘膜上安装铝电极作为栅极G。这构成了N沟道(NPN型)增强型MOS晶体管。其栅极与其他电极绝缘。
同上,在低掺杂浓度的N型半导体硅衬底上,通过半导体光刻和扩散工艺制作两个高掺杂浓度的P+区,并采用与上述相同的栅极制作工艺。制成P沟道(PNP型)增强MOS管。图1-1(a)和(b)分别是P沟道MOS流水线的结构图和代表符号。
2、MOS管的工作原理:
从图1-2-(a)可以看出,增强型MOS管的漏极D和源极S之间有两个背对背的PN结。当栅源电压VGS=0时,即使加上漏源电压VDS,也始终存在PN结处于反偏状态,漏源之间没有导电沟道(无电流流过),所以此时漏极电流ID=0。此时,如果在栅极和源极之间施加正向电压,如图1-2-(b)所示,即VGS>0,则栅极和源极之间的SiO2绝缘层中会产生栅极。硅基板。电场指向P型硅衬底,由于氧化层绝缘,加在栅极上的电压VGS无法形成电流,在氧化层两侧形成电容。 VGS相当于给这个电容充电,形成一个电场,随着VGS逐渐增大,被正栅极电压吸引,大量电子聚集到这个电容的另一面,形成N型传导沟道从漏极到源极。当VGS大于管子的导通电压VT(一般为2V左右)时,N沟道管开始导通,形成漏极电流ID。我们称沟道开始形成导通电压时的栅源电压,一般用VT表示。通过控制栅极电压VGS的大小来改变电场的强度,从而达到控制漏极电流ID大小的目的。
3、MOS管特点:
从上述MOS管的工作原理可以看出,MOS管的栅极G和源极S是绝缘的。由于SiO2绝缘层的存在,栅极G和源极S之间存在等效电容,电压VGS产生电场,从而产生源漏电流。此时的栅极电压VGS决定了漏极电流的大小,通过控制栅极电压VGS的大小可以控制漏极电流ID的大小。由此得出以下结论:
1)MOS管是通过改变电压来控制电流的器件,因此它是电压器件。
2)MOS管线的输入特性是容性的,因此输入阻抗极高。
4、MOS管的电压极性及符号规则:
图1-4-(a)是N沟道MOS晶体管的符号。图中,D为漏极,S为源极,G为栅极,中间箭头代表衬底。如果箭头向内,则说明是N沟道MOS管,箭头向外则说明是P沟道MOS管。
事实上,在MOS管生产过程中,基板在出厂前就已经连接到了源极,所以在符号的规则中,代表基板的箭头也必须连接到源极,以区分漏极和源极。图1-4-(c)是P沟道MOS管的符号。 MOS管施加电压的极性和我们普通三极管一样,N沟道和NPN三极管类似,漏极D接正极,源极S接负极,当栅极G为正电压时,导电沟道建立,N沟道连通。 MOS管开始工作,如图1-4-(b)所示。同样的P沟道晶体管与PNP晶体管类似,漏极D接负极,源极S接正极,栅极G带负电,建立导电沟道,P沟道MOS管开始工作,如图1-4-(d)所示。
N沟道MOS管符号 图1-4-(a)
N沟道MOS晶体管电压极性与基板连接1-4-(b)
(C)
(四)
P沟道MOS管符号 图1-4-(c)
P沟道MOS晶体管电压极性和衬底连接1-4-(d)
5、MOS管主要封装:
目前常用的常规封装有TO-220、TO-3P、TO-247单管及各类模块,并可根据客户具体产品要求提供特殊封装,根据萨科微的常用型号及封装 SLKOR,我们整理如下:
TO-3P
TO-220
TO-247
SOT-23
TO-252
SOT-227B




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